Diversity technique using discrete wavelet transform in OFDM system

Spectrum usage due to an increasing number of mobile users using services like audio, video, and images is one of the challengings for wireless communication. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is one of the promising techniques to increase spectral efficiency. However, the conventional OFDM using fast fourier transform (FFT) still has the drawback of reducing spectral efficiency. Discrete wavelet transforms (DWT) has been used as an alternative method replacing FFT to increase the spectral efficiency. This paper presents the fundamental of wavelets and their significance in wireless communication. A review of the literature has been done on how the DWT-OFDM performs better when compared to FFT-OFDM and on diversity technique such as transmit and receive diversity. The advantages of using diversity at both receiver and transmitter, i.e., Multiple inputs and multiple output systems and the overview of the technique is also considered. The flexibility, improve in the performance of BER, mitigate the interference DWT-OFDM with diversity at both transmitter and receiver provides emerging technology for future generation

Arquitectura de Sistemas de Comunicaciones Tierra-Tierra y Aire-Tierra con Multiplexación Espacial

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2017La interacción autómata de múltiples tipos de dispositivos inteligentes (Smart Devices - SD) conforman una red conocida como internet de las cosas (Internet-of-Things - IoT) la cual ofrece potenciales beneficios para incrementar efectivamente la calidad de vida de las personas. Los potenciales beneficios del paradigma de IoT se apoyan en la integración a la red de IoT de todos los SD, a través de redes de comunicaciones entre máquinas (Machine-to-Machine - M2M). Los SD exhiben rango de comunicaciones inalámbricas limitado, debido al bajo costo y consumo de energía impuesto por el paradigma M2M. Consecuentemente, las comunicaciones entre máquinas M2M dependen de alguna infraestructura de comunicaciones, por ejemplo las redes celulares, que otorgue soporte de transporte de datos para dichos dispositivos y así realizar la integración efectiva de todos ellos a la red IoT. No obstante, debido al rango de cobertura limitado de los SD no todos ellos pueden integrarse de manera efectiva, como aquellos que operan en zonas urbanas poco frecuentadas por personas y zonas alejadas de la infraestructura de redes celulares, limitando la proyección de funcionamiento óptimo de la red IoT. Como la proyección del volumen de SD operando en simultáneo se vislumbra masivo, la combinación de tecnologías que despliegan múltiples antenas (Multiple-Input Multiple-Output - MIMO) y la diversidad multiusuario (Multi-User Diversity - MUD), inherente a un conjunto masivo de SD, tiene el potencial para brindar solución al rango limitado de cobertura de los SD. En la primera parte de esta Tesis se proponen y analizan aspectos de implementación de distintos receptores multiusuarios operando en una arquitectura de comunicaciones con diversidad en transmisión a lazo cerrado (Closed-Loop Transmit-Diversity - CL-TD) en canales MIMO, conformación de haz lineal (Linear BeamForming - LBF), selección de usuarios en canales MIMO con múltiples usuarios (Multi-User MIMO - MU-MIMO) en base a información de estado del canal en transmisión parcial (Channel State Information at the Transmitter side - CSIT) y operando en enlaces de canal Tierra-Tierra. En base a estos estudios se determinan cuáles son las estrategias de recepción más conveniente para el problema de rango de cobertura de los SD. Por otro lado, para aquellos SD que operan en zonas alejadas de infraestructuras de soporte de comunicaciones, se propone una infraestructura de comunicaciones alternativa a bordo de un vehículo aéreo autónomo no tripulado (Unmanned Aerial Vehicles - UAV). Sin embargo, para evaluar alguna propuesta de arquitectura de comunicaciones es necesario conocer el comportamiento de canal configurado en este tipo de escenario. Dado que en la literatura, los modelos de canal existentes hasta el momento son insuficientes para describir las características de los nuevos escenarios configurados por los UAV (Zonas rurales, urbanas y sub-urbanas) en vuelos de baja altura, otra contribución fundamental de esta Tesis es la propuesta y extensión de un modelo de canal MIMO de tres dimensiones. La misma considera la existencia de la componente con línea de vista (Line-of-Sight - LOS), la componente sin línea de vista (Non Line-of-Sight - NLOS) con distribuciones de dispersores (Scatterers) no-isotrópicos y las características de movilidad en ambos extremos del enlace. En base a esta propuesta de canal se evalúa una arquitectura de comunicaciones con CL-TD para canales MIMO-3D, LBF y mecanismos de selección de usuarios para canales MU-MIMO con CSIT parcial operando en enlaces de canal Aire-Tierra. En base a estos estudios se evalúa el desempeño de la arquitectura para estos nuevos escenarios